淀粉水解糖的制備方法課件

第一節(jié)淀粉水解糖的制備方法一、酸解法概念：是最早出現(xiàn)的工業(yè)化淀粉水解方法，它是淀粉分子和水分子反應，使淀粉分子中糖苷鍵加水分解生成糖漿，需要在用加熱、加壓和有酸存在的條件下才能使水解淀粉分子的反應得以進行。酸的作用：觸媒的作用，淀粉分子的水解程度取決于時間、溫度、壓力和觸媒。水解程度判斷：淀粉分子水解為基本葡萄糖分子的程度稱為糖化度，通常用DE值表示。酸的種類：無機酸，如鹽酸、硫酸、草酸等。優(yōu)點：適合任何精制淀粉，工藝簡單，水解時間短，生產效率高，設備周轉快，所得到糖化液過濾性能好。缺點：酸液化需在高溫、高壓和酸性條件下進行，酸液化會發(fā)生葡萄糖的復合反應和分解反應，影響葡萄糖的產率，DE值低，為90%左右，酸水解的副產物多，增加糖化液精制的困難。酸水解的規(guī)律不能自行控制，定向生產各種糖類有一定難度。酸水解DE值低于30時，由于長的直鏈聚合物沉淀，糖漿會出現(xiàn)凝沉現(xiàn)象，酸水解DE值超過55時，又會有過量的葡萄糖降解產品產生并很難去除，使終產品呈黃色。

二、酸酶結合法淀粉酶特性：對淀粉的水解具有高度專一性，只按照一定的方式水解一定種類和一定位置的葡萄糖苷鍵，酸水解則沒有這種專一性，水解方式也沒有一定的規(guī)律。酶水解特點：催化能力強，能在低溫下進行，但時間較長，液化后過濾困難。酸酶結合法設備要求：利用管道設備連續(xù)進行，因為這樣調節(jié)、降溫和加液化酶的時間快，還可避免回流，若不用管道設備則由于葡萄糖液的黏度大，凝沉性強，過濾性質差而難以進行。特點：與酸法工藝相比，酸酶結合法有了較大的進步，但它仍然要采用酸和高溫，復合反應和分解反應雖有所減少，但仍不可避免，糖化終點值還不夠高，而且液化結束后，仍要用堿來中和，依然會產生相當數(shù)量的鹽分。

三、雙酶法概念：采用酶液化和酶糖化的工藝稱為雙酶法或全酶法。操作：先加溫并添加液化酶以液化淀粉，產生相當?shù)虳E值的液化液，再進一步用酶轉化。優(yōu)點：

不需要耐高溫、耐高壓、耐酸設備和設備要求低，水解條件相對溫和；糖漿的化合物組分可以控制；糖漿的品質好，雜質（羥甲基糠醛、色素、非發(fā)酵性異麥芽糖和龍膽二糖、蛋白質、灰分等）含量低。缺點：生產周期長，尤其是夏天，糖液易變質。第二節(jié)淀粉酸水解法原理淀粉通過酸水解生成糖漿，在酸和熱的作用下，糖漿中的葡萄糖又會發(fā)生復合反應和分解反應。主要反應：淀粉水解次要反應：葡萄糖的復合和分解1.淀粉顆粒結構對水解的影響有序結構：難水解，直鏈淀粉組成無定形結構：易水解，支鏈淀粉組成緊密程度對酸水解的影響：馬鈴薯淀粉顆粒大、結構松散，較玉米、小麥、高粱等谷類淀粉易水解；谷類淀粉相對而言又較稻米淀粉易水解，米淀粉顆粒小，結構緊密，對酸作用的抵抗力較強，酸侵入顆粒內部的速度較慢，水解起來也就比較困難。糖苷鍵對水解的影響：通過麥芽糖和異麥芽糖水解速度比較實驗，α-1,4鍵的水解速度比鍵α-1,6鍵快3倍多。糖苷鍵水解反應過程

途徑1快→H+慢→H2O+R`OH快→快→-H+ⅠⅡⅣⅢⅤ↑↓H2O4.無機酸的選擇（1）鹽酸使用鹽酸糖化，鹽酸使用量為淀粉的0.1%～0.5%（pH1.8～2.3），糖化后用NaOH或Na2CO3中和，生成的NaCl溶于糖液中會增加糖液的灰分，并且具有咸味，會影響糖液質量，但因鹽酸的催化效能高，用量少，生成NaCl量有限，對產品風味影響不大，所以工業(yè)生產上仍多選鹽酸為催化劑。使用鹽酸的缺點：對設備腐蝕性較強，需要采用防腐蝕設備。（2）硫酸優(yōu)點：不腐蝕設備缺點：中和—用石灰，會使產品中溶有一定量的硫酸鈣存在，在蒸發(fā)時，在加熱面上生成鍋垢影響傳熱。脫色—用骨灰，硫酸鈣又會沉淀于骨灰顆粒上，影響骨灰的再生使用儲存

—溶解在糖液中的硫酸鈣會慢慢析出而變得混濁，工業(yè)上稱為硫酸鈣混濁。由于上述原因，工業(yè)上使用硫酸糖化并不多，采用陰離子交換樹脂精制工藝的工廠，因陰離子交換樹脂對硫酸吸附能力比較強，才選擇硫酸進行淀粉的酸水解。

（3）草酸缺點：催化效能相對較低，只為鹽酸的20.42%。使用量：淀粉的0.2%～0.5%。糖化后用碳酸鈣中和，生成的草酸鈣沉淀能全部過濾除掉。5.化學增重(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O616218180理論收率：純淀粉通過完全水解，每個葡萄糖單位（C6H10O5）能轉化成葡萄糖（C6H12O6），即葡萄糖的理論收率為111.11%。淀粉轉化率：100份淀粉中有多少份淀粉轉化成葡萄糖。轉化率=實際收率/1.11化學增重：水解反應的重量增加。二、葡萄糖的復合反應復合反應定義：淀粉酸水解所生成的葡萄糖，在酸和熱的催化影響下，部分葡萄糖又會通過糖苷鍵相聚合，失掉水分子，相應地生成二糖、三糖和其他較高分子的低聚糖等，這種反應稱為復合反應。復合反應現(xiàn)象：水分子生成，干物質濃度有所減低，出現(xiàn)化學減重現(xiàn)象。兩個葡萄糖分子復合成二糖的變化可表示為：2C6H12O6C6H22O11+H2O2.影響復合反應的條件因素葡萄糖濃度低濃度不發(fā)生反應，濃度增高發(fā)生復合反應，濃度越高，復合反應進行程度越高。酸的濃度與種類鹽酸>硫酸>草酸酸的濃度加大，復合進行程度增加。反應溫度在葡萄糖復合反應沒有達到平衡之前，隨著溫度升高和加熱時間延長，有利于復合反應的發(fā)生。時間隨加熱時間延長，復合二糖和脫水葡萄糖的量增加。酸的種類與濃度。不同種酸對于葡萄糖復合反應的催化作用不同。溫度和時間。在葡萄糖復合反應沒有達到平衡之前，隨著溫度升高和加熱時間延長，有利于復合反應的發(fā)生。表是葡萄糖液用酸化，加熱和℃條件下，時復合糖生成量，隨加熱時間延長，復合二糖和脫水葡萄糖都有一定程度的增加。三、葡萄糖的分解反應葡萄糖受酸和熱的影響發(fā)生脫水反應，生成5-羥甲基糠醛，生成的物質不夠穩(wěn)定，會進一步分解成乙酰丙酸和甲酸，或分子間脫水生成有色物質。反應機理第三節(jié)淀粉酸水解工藝一、酸水解淀粉糖漿的種類完全糖化——葡萄糖不完全糖化——葡萄糖、麥芽糖、低聚糖、糊精等組成（稱為淀粉糖漿）低轉化糖漿：DE<20%

中轉化糖漿：DE38%~42%

高轉化糖漿：DE60%~70%↓→↓淀粉配料糖化中和過濾一次脫色過濾一次蒸發(fā)二次脫色過濾二次蒸發(fā)↓水酸純堿→→→→→↓↓↓↓↓↓↓活性炭碳泥↓蒸發(fā)貯存灌裝產品→→碳泥碳泥Na+型陽離子交換樹脂→→蒸發(fā)貯存灌裝產品→→→→貯存灌裝產品→二、酸水解淀粉糖漿生產工藝流程三、間斷糖化方法1：加壓罐法，間歇操作——舊方法方法2：管道法，連續(xù)操作——新方法糖化終點的確定碘色試驗：以淀粉及水解物遇碘呈色上的差異判斷糖化終點。方法：將10mL稀釋碘液（0.25%）于小試管中加入5滴糖液混勻，觀察顏色變化。將已知DE值的糖漿和稀碘液混勻制成標準色管，將糖化液。酒精試驗：生產結晶葡萄糖需要的糖化程度較高，要用酒精試驗糖化進行程度。方法：取糖化液試樣，滴幾滴于酒精中，呈白色糊精沉淀，隨糖化進行，糊精被水解，白色沉淀也逐漸減少，